stringtranslate.com

Чарлиплексинг

На этой диаграмме показано, как восемь входов на решетчатый сенсорный экран или клавиатуру создают 28 уникальных пересечений, в отличие от 16 пересечений, созданных с использованием стандартного сенсорного экрана с мультиплексированием x/y.
Шесть диагональных линий ввода-вывода Charlieplexed сформировали очень простую и масштабируемую светодиодную матрицу.
Цифровые часы Charlieplexed, которые управляют 90 светодиодами с помощью 10 контактов микроконтроллера PIC 16C54 .

Чарлиплексирование (также известное как мультиплексирование с тремя состояниями , мультиплексирование светодиодов с уменьшенным количеством выводов , комплементарное управление светодиодами и кроссплексирование ) — это метод доступа к большому количеству светодиодов , переключателей , микроконденсаторов или других объектов ввода-вывода с использованием очень небольшого количества трех состояний. логические провода от микроконтроллера , причем эти объекты подключаются как дискретные компоненты, [1] [2] массивы x/y, [3] [4] или сплетаются в диагонально пересекающийся узор для формирования диагональных массивов. [5]

В этом методе используются логические возможности микроконтроллеров с тремя состояниями , чтобы повысить эффективность по сравнению с традиционным мультиплексированием, при этом каждый вывод ввода-вывода способен, при необходимости, быстро переключаться между тремя состояниями: логической 1, логическим 0 и «выключено».

Это позволяет подключать эти объекты ввода-вывода (светодиоды, переключатели и т. д.) между любыми двумя входами/выходами микроконтроллера - например, при наличии 4 входов/выходов каждый вход/выход может быть сопряжен с 3 другими входами/выходами, в результате чего получается 6 уникальных пар. (1/2, 1/3, 1/4, 2/3, 2/4, 3/4). При стандартном мультиплексировании x/y возможны только 4 пары (1/3, 1/4, 2/3, 2/4). Кроме того, благодаря способности микроконтроллера менять полярность 6 пар ввода-вывода, количество однозначно адресуемых светодиодов (или диодов) можно удвоить до 12 — добавив светодиоды 2/1, 3/1, 4/. 1, 3/2, 4/2 и 4/3.

Хотя он более эффективен в использовании ввода-вывода, при попытке вписать Чарлиплексирование в стандартный массив x/y требуется небольшое количество манипуляций с адресами.

Другие проблемы, которые влияют на стандартное мультиплексирование, но усугубляются Чарлиплексированием:


Источник

Метод Чарлиплексирования был представлен [6] компанией Maxim Integrated в 2001 году [7] как схема мультиплексирования светодиодов с уменьшенным количеством контактов в их драйвере светодиодного дисплея MAX6951. [7] [6] Однако название «Чарлиплексинг» впервые появилось в примечаниях к применению в 2003 году. [6] Он был назван в честь Чарльза «Чарли» М. Аллена, инженера по применению, известного по MAX232 , [8] [9] [10] , который предложил этот метод внутри компании. [ когда? ]

Также в 2001 году Дон Ланкастер проиллюстрировал этот метод в рамках своих размышлений о проблеме « N-связности », [11] ссылаясь на Microchip Technology , [11] который уже обсуждал его как «дополнительную технику привода светодиодов» в заявке 1998 года. примечание [12] и позже включит его в буклет с советами и рекомендациями. [13]

Хотя компания Microchip не упомянула о происхождении этой идеи, они, возможно, подхватили ее в PICLIST, списке рассылки по микроконтроллерам Microchip PIC , где также в 1998 году Грэм Дэниел [14] [15] предложил ее сообществу в качестве метод управления строками и столбцами двунаправленных светодиодов . В то время Дэниел создал простые схемы с микросхемами PIC 12C508 , управляющими 12 светодиодами с 5 контактов, с набором мини-команд для приведения в движение различных световых дисплеев. [14] [15]

Однако этот метод был известен и использовался различными сторонами гораздо раньше, в 1980-х годах, и был подробно описан еще в 1979 году в патенте Кристофера В. Малиновского, Хайнца Риндерле и Мартина Сигла из Департамента исследований и разработок. , AEG-Telefunken , Хайльбронн, Германия, за то, что они назвали «системой сигнализации с тремя состояниями». [16]

Сообщается, что подобные методы уже использовались еще в 1972 году для путевой сигнализации в моделях железных дорог . [17] [ нужна ссылка ]

Мультиплексирование отображения сильно отличается от мультиплексирования, используемого при передаче данных, хотя оно имеет те же основные принципы. При мультиплексировании дисплеев линии данных дисплеев подключаются параллельно к общей шине данных микроконтроллера. Затем дисплеи включаются и обращаются индивидуально. Это позволяет использовать меньше контактов ввода-вывода, чем обычно требуется для прямого управления тем же количеством дисплеев. Здесь каждый «дисплей» может, например, представлять собой одну цифру калькулятора, а не полный массив цифр.

При традиционном мультиплексировании n выводов ввода-вывода могут управлять максимум ( n /2)^2 светодиодами.

Мультиплексирование с тремя состояниями (Чарлиплексирование)

Симметричное расположение светодиодов Charlieplexed. Слева 3 контакта управляют 6 светодиодами, расположенными в треугольнике. Справа 4 контакта управляют 12 светодиодами, расположенными в тетраэдре .

Конфигурацию Чарлиплексинга можно рассматривать как ориентированный граф , где выводы привода представляют собой вершины, а светодиоды — направленные ребра; существует обращенное наружу ребро, соединенное между каждой вершиной с каждой другой вершиной, следовательно, с n приводными штифтами всего имеется ( n )( n -1) ребер. Это соответствует n контактам, способным управлять n 2  − n сегментами или светодиодами.

Если количество светодиодов ( L ) известно, то количество контактов ( n ) можно найти из уравнения: , результат округляя в большую или меньшую сторону до ближайшего целого числа.

Пример: Если L = 57, то √L = 7,549 и 1 + √L = 8,549; ближайшее целое число — 9, поэтому для управления 57 светодиодами необходимо 9 контактов (9 контактов могут управлять до 72 светодиодами, но 8 контактов могут управлять максимум 56 светодиодами).

Происхождение уравнения ( n 2  −  n ) в Чарлиплексировании
Шесть проводников позволяют индивидуально управлять девятью светодиодами в стандартной мультиплексной матрице x/y и 30 светодиодами в матрице «Чарлиплекс».

В отличие от традиционного мультиплексированного массива x/y, где подмножество проводящих элементов пересекает другой подмножество проводящих элементов, в мультиплексированном массиве «полностью Чарли» каждый проводящий элемент пересекает каждый другой проводящий элемент.

Шесть ( n ) проводящих элементов в стандартном мультиплексированном массиве x/y образуют максимум девять (( n  / 2) 2 ) уникальных пересечений (см. рисунок слева).

На других диаграммах также показаны шесть ( n ) проводящих элементов, но здесь все шесть элементов пересекаются, образуя мультиплексированный массив из 36 ( n2 ) пересечений . На каждом перекрестке показаны светодиоды. Однако каждый проводник также пересекает себя по диагонали. Горизонтальный проводник 1 пересекает вертикальный проводник 1, горизонтальный проводник 2 пересекает вертикальный проводник 2 и т. д. Это означает, что шесть из этих светодиодов закорочены (например, D1 и D5 закорочены). Таким образом, шесть ( n ) диагональных светодиодов никогда не загорятся, поскольку на них никогда не может возникнуть напряжение, поэтому ( n ) необходимо вычесть из общего числа. Устанавливать эти светодиоды нет смысла (они просто включены сюда для наглядности).

В результате остается 30 светодиодов ( n 2  − n ), которым можно однозначно адресоваться и которые загораются независимо.

Проводник «a», пересекающий проводник «b», отличается от проводника «b», пересекающего проводник «a», поскольку полярность светодиода изменена на противоположную. Например, когда проводник 3 положительный, а проводник 2 отрицательный, протекает ток и загорается светодиод D8, но когда проводник 3 отрицательный, а проводник 2 положительный, ток протекает и загорается светодиод D9.

Эти пары светодиодов обратной полярности называются комплементарными парами. Эта схема имеет 15 дополнительных пар, что позволяет независимо светить 30 светодиодов.

n Ввод-вывод формирует n ( n  - 1) чарлиплексную «смещенную» матрицу светодиодов x/y.

6 неиспользуемых диагональных светодиодов можно легко заменить настоящими двунаправленными ярлыками (так что больше нет необходимости настраивать линии соединения, сгруппированные слева и снизу диаграмм, для управления нижним входом вертикальных разъемов от соответствующего левого входа горизонтальные разъемы).

Регулируя по диагонали форму горизонтальных и вертикальных разъемов вдоль короткозамкнутой основной диагонали исходной матрицы, ее можно легко преобразовать в массив из светодиодов 5×6 или 6×5, расположенных на регулярной сетке.

Аналогичный шаблон можно использовать для матрицы 10 × 11, которая может использоваться для управления до 110 клавишами (включая несколько светодиодных индикаторов) на современной клавиатуре ПК , где каждый клавишный переключатель включает в себя небольшой последовательный диод или светодиод, так что только Для индивидуального управления всеми из них потребуются 11 контактов (эти отдельные диоды или светодиоды внутри каждого ключевого переключателя также позволят избежать всех распространенных и нежелательных эффектов «ореолов», которые трудно полностью устранить при нажатии произвольного количества клавиш в любом положении). в то же время).

Чарлиплексирование также можно использовать для значительного уменьшения количества управляющих контактов для матриц гораздо большего размера, таких как современные цифровые дисплеи с высоким разрешением. Например, для RGB-дисплея 4K с разрешением 3840 × 2160 требуется более 8 миллионов индивидуально адресуемых пикселей, каждый из которых имеет не менее 3 цветных светодиодов или ячеек ЖК-дисплея, что в общей сложности составляет почти 25 миллионов светодиодов или ячеек ЖК-дисплея. Использование обычного мультиплексирования x/y потребует как минимум (3840 + 2160 × 3) = 10320 управляющих контактов и множества микросхем выбора для управления строками и столбцами вокруг панели светодиодов или ячеек ЖК-дисплея. Но с помощью Charlieplexing это можно сократить до 63 управляющих контактов для выбора столбцов дисплея плюс 46 × 3 управляющих контакта для выбора и включения питания строк RGB-дисплея с помощью одного транзистора для каждой строки или столбца (возможно, с дополнительным общим экранирующим заземлением для ограничения их взаимного соединения); эти управляющие контакты могут легко разместиться вокруг выходных контактов одного или двух чипов контроллера, даже если мы добавим несколько дополнительных контактов, необходимых на контроллере для питания, заземления, тактовых импульсов и шин ввода-вывода, поверхностного монтажа с высокой плотностью и низкой стоимость однослойной печатной платы и отсутствие необходимости в сложной разводке и отверстиях для межсоединений между слоями; двойной слой необходим только для базовой матрицы Charlieplexing, установленной на краях самой панели.

Позиции в матрице Чарлиплекса не сводятся к просто светодиодам или диодам, они также могут быть заполнены двумя выводами транзистора (включая вывод затвора), так что его третий вывод используется в качестве выхода для дальнейшего управления другими устройствами, такими как горизонтальные и вертикальные линии выбора большой плоской панели дисплея (в этом случае две матрицы транзисторов Чарлиплекса, управляющие и активирующие строки или столбцы панели, будут разумно расположены вдоль границы этой панели).

Дополнительный привод

Чарлиплексирование в своей простейшей форме работает с использованием диодной матрицы , состоящей из комплементарных пар светодиодов. Простейшая возможная матрица Чарлиплекса будет выглядеть так:

Минимальная 2-контактная конфигурация для идентичных светодиодов.
2-контактная конфигурация для разных светодиодов.

При подаче положительного напряжения на контакт X1 и заземляющий контакт X2 загорится светодиод 1. Поскольку при таком низком напряжении ток не может течь через светодиоды в обратном направлении , светодиод LED2 останется несветящимся. Если напряжения на контактах X1 и X2 поменять местами, светодиод 2 загорится, а светодиод 1 погаснет.

Техника Чарлиплексирования на самом деле не делает возможной матрицу большего размера при использовании только двух выводов, поскольку два светодиода могут управляться двумя выводами без каких-либо соединений матрицы и даже без использования режима трех состояний. В этом примере с двумя светодиодами Чарлиплексирование позволит сэкономить один заземляющий провод, который понадобится в обычной ситуации с 2-контактным драйвером.

Однако 2-контактная схема служит простым примером, демонстрирующим основные концепции, прежде чем переходить к более крупным схемам, где Чарлиплексирование действительно дает преимущество.

Расширение: логика трех состояний

Если бы приведенную выше схему пришлось расширить для размещения трех контактов и шести светодиодов, она выглядела бы так:

3-контактная конфигурация для идентичных светодиодов.
3-контактная конфигурация для разных светодиодов.

Однако это представляет собой проблему: чтобы эта схема работала как предыдущая, один из контактов должен быть отключен перед подачей заряда на оставшиеся два. Если, например, светодиод 5 должен светиться, X1 должен быть заряжен, а X3 должен быть заземлен. Однако, если X2 также заряжен, светодиод 3 также загорится. Если бы вместо этого X2 был заземлен, светодиод 1 загорелся бы, а это означает, что светодиод 5 не может гореть сам по себе. Эту проблему можно решить, используя логические свойства трех состояний выводов микроконтроллера. Выводы микроконтроллера обычно имеют три состояния: «высокое» (5 В), «низкое» (0 В) и «вход». Режим ввода переводит вывод в состояние с высоким импедансом , что, с электрической точки зрения, «отключает» этот вывод от схемы, а это означает, что через него будет течь небольшой ток или вообще он не будет течь. Это позволяет схеме видеть любое количество подключенных контактов в любое время, просто изменяя состояние контакта. Для управления приведенной выше матрицей из шести светодиодов два контакта, соответствующие горящему светодиоду, подключены к 5 В (контакт ввода-вывода «высокий» = двоичное число 1) и 0 В (вывод ввода-вывода «низкий» = двоичный 0), в то время как третий вывод установлен в состояние входа.

При этом предотвращается утечка тока из третьего контакта, гарантируя, что горит только тот светодиод, который должен гореть. Поскольку нужный светодиод снижает напряжение, доступное после резистора, ток не будет течь по альтернативным путям (например, для каждой пары контактов на 3-контактной схеме существует альтернативный путь с двумя светодиодами), пока падение напряжения на желаемый путь светодиода меньше общего падения напряжения на каждой цепочке альтернативных светодиодов. Однако в варианте с отдельными резисторами этот эффект регулирования напряжения не влияет на альтернативные пути, поэтому все используемые светодиоды не должны будут гореть при половинном приложенном напряжении питания, поскольку этот вариант не имеет эффекта регулирования напряжения желаемого. светодиод пути.

Используя логику с тремя состояниями, матрицу теоретически можно расширить до любого размера, при условии наличия выводов. Для n выводов  в матрице может находиться n ( n − 1) светодиодов. Любой светодиод можно зажечь, подав напряжение 5 В и 0 В на соответствующие контакты и переведя все остальные контакты, подключенные к матрице, в режим ввода. При тех же ограничениях, которые обсуждались выше, до n  - 1 светодиодов, имеющих общий положительный или отрицательный путь, могут гореть параллельно.

Расширение

Трехпроводную схему можно преобразовать в эту почти эквивалентную матрицу (резисторы были перемещены).

3-контактная конфигурация, расположенная по схеме дисплея 3 × 2 для идентичных светодиодов; любое количество светодиодов в одном ряду может быть запитано одновременно.
3-контактная конфигурация, расположенная по схеме отображения 3 × 2 для различных светодиодов; любое количество светодиодов в одном ряду может быть запитано одновременно.

Это подчеркивает сходство между обычным мультиплексом сетки и Чарлиплексом и демонстрирует закономерность, которая приводит к правилу « n - квадрат минус n ».

При типичном использовании на печатной плате резисторы физически располагаются в верхней части столбцов и подключаются к входному контакту. Затем строки будут подключены непосредственно к входному контакту, минуя резистор.

Первая схема на изображении слева подходит только при использовании одинаковых светодиодов, поскольку один резистор используется для ограничения тока через более чем один светодиод (хотя и не одновременно — скорее, один резистор ограничивает ток только через один светодиод). в данном столбце одновременно). Это отличается от второй конфигурации с отдельными резисторами для каждого светодиода, как показано на изображении справа. Во второй конфигурации каждый светодиод имеет в паре уникальный резистор. Это позволяет комбинировать различные типы светодиодов, снабжая каждый резистором соответствующего номинала.

В обеих этих конфигурациях, как показано на левом и правом изображениях, перемещенные резисторы позволяют одновременно зажигать несколько светодиодов, ряд за рядом, вместо того, чтобы требовать их включения по отдельности. Емкость тока строки может быть увеличена с помощью BJT - транзистора с эмиттерным повторителем NPN вместо непосредственного управления током с помощью одного только гораздо более слабого контакта ввода-вывода.

Проблемы с Чарлиплексингом

Частота обновления

Частота обновления не является проблемой, если адресация активной матрицы Charlieplexed используется со светодиодной матрицей Charlieplexed. [18]

Однако, как и при мультиплексировании x/y, могут возникнуть проблемы с частотой обновления, если используется пассивная матричная адресация .

Поскольку только один набор светодиодов, имеющих общий анод или катод, может гореть одновременно без непреднамеренного включения светодиодов, Чарлиплексирование требует частых изменений выходного сигнала с помощью метода, известного как мультиплексирование . При выполнении мультиплексирования не все светодиоды загораются одновременно, а скорее кратковременно загорается один набор светодиодов, затем другой набор, и в конечном итоге цикл повторяется. Если это сделать достаточно быстро, человеческому глазу будет казаться, что все они постоянно включены из-за постоянства зрения . Чтобы на дисплее не было заметного мерцания, частота обновления каждого светодиода должна быть больше 50 Гц. [ сомнительно – обсудить ]

Например, 8 контактов с тремя состояниями используются для управления 56 светодиодами посредством Charlieplexing, чего достаточно для 8 7-сегментных дисплеев (без десятичных знаков). Обычно 7-сегментные индикаторы изготавливаются с общим катодом, иногда с общим анодом, но без ограничения общности предполагается наличие общего катода в следующем: Все светодиоды во всех 8 7-сегментных дисплеях не могут включаться одновременно в любом желаемом режиме. комбинацию с использованием Чарлиплексинга. Невозможно получить 56 бит информации непосредственно из 8 тритов (термин для символа с основанием 3, поскольку контакты имеют 3 состояния) информации, поскольку 8 тритов по сути содержат 8 log 2 3, или около 12,7 бит информации. , что далеко не соответствует 56 битам, необходимым для включения или выключения всех 56 светодиодов в любой произвольной комбинации. Вместо этого человеческий глаз необходимо обмануть с помощью мультиплексирования.

В любое время может быть активен только один 7-сегментный дисплей и один набор из 7 светодиодов. Это можно сделать так, чтобы 8 общих катодов 8 дисплеев были назначены каждому из своих уникальных контактов среди 8 портов ввода-вывода. В любой момент один и только один из 8 управляющих выводов ввода-вывода будет находиться в активном низком состоянии, и, таким образом, только на 7-сегментном дисплее с общим катодом, подключенным к этому активно низкому контакту, может быть включен любой из его светодиодов. Это активный 7-сегментный дисплей. Аноды 7 светодиодных сегментов активного 7-сегментного дисплея затем можно включить в любой комбинации, установив остальные 7 портов ввода-вывода либо в режиме высокого сопротивления, либо в режиме высокого сопротивления, в любой комбинации. Они подключаются к остальным 7 выводам, но через резисторы (общее катодное соединение подключается к самому выводу, а не через резистор, так как в противном случае ток через каждый отдельный сегмент зависел бы от общего количества включенных сегментов, так как они всем придется использовать один резистор). Но чтобы отобразить желаемое число, используя все 8 цифр, одновременно может отображаться только один 7-сегментный дисплей, поэтому все 8 должны быть циклически пройдены отдельно, и за 50-ю долю секунды в течение всего периода 8. Таким образом, дисплей необходимо обновлять с частотой 400 Гц для цикла периода 8 по всем 8 сегментам, чтобы светодиоды мигали не медленнее 50 раз в секунду. Это требует постоянного прерывания любой дополнительной обработки, выполняемой контроллером, 400 раз в секунду.

Пиковый ток

Из-за уменьшенного рабочего цикла текущие требования к дисплеям Charlieplexed растут гораздо быстрее , чем к традиционному мультиплексному дисплею. По мере того, как дисплей становится больше, средний ток, протекающий через светодиод, должен быть (примерно) постоянным, чтобы поддерживать постоянную яркость, что требует пропорционального увеличения пикового тока. Это вызывает ряд проблем, которые ограничивают практический размер дисплея Charlieplexed.

Требование к тройному состоянию

Все выходы, используемые для управления дисплеем Charlieplexed, должны иметь три состояния. Если ток достаточно низкий, чтобы управлять дисплеями напрямую через контакты ввода-вывода микроконтроллера, это не проблема, но если необходимо использовать внешние три состояния, то для управления каждым тристатом обычно требуются две выходные линии, что устраняет большую часть преимущество дисплея Charlieplexed. Поскольку ток на выводах микроконтроллера обычно ограничен примерно 20 мА, это серьезно ограничивает практический размер дисплея Charlieplexed. Однако это можно сделать, включив по одному сегменту за раз. [19]

Сложность

Диагонально «связанные» массивы Charlieplex очень просты в размещении и сканировании.

Матрица сенсорного экрана с проекционной емкостью на 8 входов/выходов с 28 уникальными пересечениями.

При использовании в качестве проекционно-емкостного сенсорного экрана с функцией мультитач (см. рисунок слева) первый вход/выход можно настроить как выход, а все остальные входы/выходы – как входы. Все эти входные данные могут восприниматься одновременно, если позволяют ресурсы процессора — входной эквивалент Chipiplexing . Когда выход 1 «прочитан» всеми этими входами, второй ввод-вывод может быть установлен как выход, а входы-выходы 1, 3, 4, 5 и т. д. установлены как входы.

n светодиоды Charlieplexed, подключенные по диагонали, образуют регулярную матрицу n  ( n  - 1).

Эта последовательность повторяется до тех пор, пока не будет просканирован весь экран. Этот процесс повторяется до бесконечности для последующих сканирований. [20]

Очень простая диагональная компоновка может быть использована для создания регулярной масштабируемой диодной матрицы Чарлиплекса, где n линий ввода/вывода управляют ( n  - 1) 2 диодами - все из которых обращены в одном направлении (см. диаграмму справа). [20]

На этой диаграмме показано n ( n  - 1) диодов, но диоды в последнем столбце обращены в чередующихся направлениях.

Матрицы Чарлиплекса X/y обычно значительно сложнее, как с точки зрения требуемой разводки печатной платы, так и с точки зрения программирования микроконтроллера, чем готовые стандартные матрицы мультиплексирования x/y. Это увеличило время проектирования. Пайка компонентов также может занять больше времени. Было высказано предположение, что баланс между сложностью и использованием выводов может быть достигнут путем объединения Чарли нескольких предварительно созданных мультиплексированных светодиодных матриц. [21]

Прямое напряжение

При использовании светодиодов с разным прямым напряжением , например, при использовании светодиодов разного цвета, некоторые светодиоды могут загораться, когда это нежелательно.

На схеме выше видно, что если светодиод 6 имеет прямое напряжение 4 В, а светодиоды 1 и 3 имеют прямое напряжение 2 В или меньше, они загорятся, когда предназначен светодиод 6, поскольку их путь тока короче. Этой проблемы можно легко избежать, сравнив прямые напряжения светодиодов, используемых в матрице, и проверив проблемы совместимости. Или, проще говоря, использовать светодиоды, которые имеют одинаковое прямое напряжение. [11] [6]

Это также проблема, когда в светодиодах используются отдельные резисторы вместо общих резисторов: если есть путь через два светодиода, падение напряжения на светодиодах которого меньше напряжения питания, эти светодиоды также могут загораться в непредвиденное время.

Неисправность светодиода

Если один светодиод выйдет из строя из-за обрыва цепи, короткого замыкания или утечки (развивается паразитное параллельное сопротивление, пропускающее ток в обоих направлениях), последствия будут катастрофическими для дисплея в целом. Более того, действительно проблемный светодиод может быть очень трудно идентифицировать, потому что потенциально большой набор светодиодов, которые не должны гореть, могут загореться все вместе, и - без детального знания схемы - связь между тем, какой светодиод неисправен, а какой установлен Невозможно легко установить, сколько светодиодов загораются одновременно.

Отказ диода разомкнутой цепи в частично «чарлиплексированной» диодной матрице позволяет току проходить по альтернативному маршруту.

В стандартной матрице x/y размыкание светодиода (D1) приводит к тому, что этот светодиод перестает работать без каких-либо дальнейших последствий.

Однако в частично «чарлиплексной» матрице, если неисправный светодиод (D1) становится разомкнутым, напряжение между двумя электродами светодиода может нарастать, пока не найдет путь через по крайней мере три других светодиода. Если напряжение достаточно высокое, это может привести к неожиданному загоранию других светодиодов (например, D2, D3 и D4).

Однако при изменении полярности никакого вредного воздействия не наблюдается, поскольку D1 в любом случае не будет проводить ток в таких обстоятельствах из-за его обратного смещения. Ток проходит через дополнительный диод D1 (D5) как обычно.

Если неисправный светодиод становится разомкнутой цепью в полностью «чарлиплексной» матрице, напряжение между двумя электродами светодиода может расти, пока не найдет путь через два других светодиода. Таких путей столько, сколько контактов, используемых для управления массивом, минус 2; если светодиод с анодом в узле m и катодом в узле n выходит из строя таким образом, может случиться так, что каждая пара светодиодов, в которой анод является узлом m , катодом является p для любого значения p (за исключением того, что p не может быть m или n , поэтому существует столько возможных вариантов для p , сколько контактов, управляющих матрицей, минус 2), вместе со светодиодом, анод которого равен p , а катод — n , все загорятся.

Если имеется 8 выводов ввода-вывода, управляющих массивом, это означает, что будет 6 паразитных путей через пары по 2 светодиода, и 12 светодиодов могут непреднамеренно загореться, но, к счастью, это произойдет только тогда, когда должен прийти один плохой светодиод. горит, что может длиться небольшую часть времени и не будет проявлять каких-либо вредных симптомов, если индикатор неисправности не должен гореть. Если проблема в коротком замыкании между узлами x и y , то каждый раз должен загораться любой светодиод U , у которого либо x , либо y является анодом или катодом, а также некоторым узлом z в качестве другого электрода (без ограничения общности, здесь U' s катод подключен к x ), светодиод V с катодом y и анодом z также загорится, поэтому каждый раз, когда узел x или y активируется в качестве анода ИЛИ катода, загораются два светодиода вместо одного. В этом случае он непреднамеренно зажигает только один дополнительный светодиод, но делает это гораздо чаще; не только тогда, когда должен загореться неисправный светодиод, но и когда должен загореться любой светодиод, имеющий общий вывод с неисправным светодиодом.

Проблемные элементы становится особенно трудно выявить, если неисправны два или более светодиода. Это означает, что в отличие от большинства методов, в которых потеря одного светодиода вызывает просто перегорание одного сегмента, при использовании Чарлиплексирования один или два перегоревших светодиода, независимо от типа неисправности, почти наверняка вызовут катастрофическую аварию. каскад непреднамеренного включения светодиодов, которые все еще работают, что, скорее всего, приведет к полной и немедленной непригодности всего устройства. Это необходимо учитывать при рассмотрении требуемого ресурса и отказоустойчивости проектируемого устройства.

Выход из строя светодиода в диагональной матрице:

Выход из строя одного светодиода может привести к перенаправлению тока через другие светодиоды.

В связи с тем, что компоновка стандартной вертикально-горизонтальной матрицы Charlieplexed достаточно сложна, последствия выхода из строя светодиода легче описать с помощью простой диагональной матрицы Charlieplexed.

На схеме показана матрица Charlieplexed с 6 входами, в которой один светодиод (L1) становится разомкнутым.

Если один светодиод размыкается и напряжение достаточно высокое, то ток, который должен был пройти через этот светодиод, теоретически может найти альтернативный путь через другие светодиоды. Например, если светодиод 1 (L1) разомкнется, ток все равно может течь от клеммы 3 к клемме 2 через L2 последовательно с L3. Другие маршруты проходят через L4/L5, L6/L7 и L8/L9. Это может привести к мерцанию этих светодиодов.

Если у светодиода 1 произойдет короткое замыкание, то обе его клеммы всегда будут иметь одинаковый потенциал, как и клеммы его инвертированного дополнительного светодиода. Поэтому ни один из светодиодов не загорится, хотя один из них может быть полностью работоспособен.

Если клемма 2 или клемма 3 отрицательная, то красная и коричневая дорожки будут одновременно отрицательными. Поэтому некоторые светодиоды, подключенные к этим дорожкам, могут непреднамеренно загореться, когда клеммы 1, 4, 5 или 6 положительны.

Аналогично, если клемма 2 или клемма 3 положительна, то и красная, и коричневая дорожки будут одновременно положительными. Поэтому некоторые светодиоды, подключенные к этим дорожкам, могут непреднамеренно загореться, когда на клеммах 1, 4, 5 или 6 отрицательный полюс.

Показано, что выход из строя одного светодиода может вызвать и другие последствия.

Если дополнительная пара светодиодов не работает, то, скорее всего, замыкает только один из них, и для проверки того, какой из них, можно использовать измерительный прибор. В противном случае, если один или несколько светодиодов так и не загорелись, то, вероятно, все они неисправны и их следует заменить. Надеемся, что их замена приведет к исчезновению любых ложных артефактов. [20]

Альтернативные варианты использования и варианты

Мультиплексирование входных данных

Чарлиплексирование также можно использовать для мультиплексирования цифровых входных сигналов в микроконтроллер. Используются те же диодные схемы, за исключением того, что переключатель включен последовательно с каждым диодом. Чтобы узнать, разомкнут или закрыт переключатель, микроконтроллер настраивает один вывод как вход с внутренним подтягивающим резистором. Другой вывод настроен как выход и установлен на низкий логический уровень. Если на входном контакте низкий уровень, то переключатель замкнут, а если на входном контакте высокий уровень, то переключатель разомкнут. [22]

Одним из потенциальных применений этого является чтение стандартной (4 × 3) 12-клавишной цифровой клавиатуры с использованием всего 4 линий ввода-вывода. Традиционный метод сканирования строк-столбцов требует 4 + 3 = 7 линий ввода-вывода. Таким образом, Чарлиплексирование экономит 3 линии ввода-вывода; однако это добавляет затраты на 12 диодов (поскольку диоды бесплатны только при использовании светодиодов). Возможен вариант схемы всего с 4 диодами, [22] однако это уменьшает переворачивание клавиатуры. Микроконтроллер всегда может обнаружить повреждение данных, но нет никакой гарантии, что он сможет обнаружить исходные нажатия клавиш, если только одновременно не будет нажата только одна кнопка. (Однако, вероятно, можно организовать схему так, что если будут нажаты не более двух соседних кнопок, потери данных не произойдет.) [ неопределенно ] Вход без потерь в 4-диодной схеме только в том случае, если нажата только одна кнопка. одновременное нажатие или если можно избежать некоторых проблемных множественных нажатий клавиш. В 12-диодной схеме это не проблема, и между нажатиями кнопок и входными данными всегда существует однозначное соответствие. Однако для использования этого метода требуется так много диодов (особенно для больших массивов), что, как правило, нет никакой экономии по сравнению с традиционным методом сканирования строк-столбцов, если только стоимость диода не составляет лишь часть стоимости вывод ввода-вывода, где эта доля равна единице числа линий ввода-вывода.

Сенсорные экраны и клавиатуры с проекционной емкостью.

Однопроводная схема для 32 входов, диагональная разводка, пленка для сенсорного экрана с проецируемой емкостью.
32-входовой диагональный сенсорный экран

В них не используются диоды, а используется изменение емкости между пересекающимися проводящими дорожками для обнаружения близости одного или нескольких пальцев через непроводящие материалы, такие как пластиковые накладки, дерево, стекло и т. д. — даже через двойное остекление.

Эти дорожки могут быть изготовлены из широкого спектра материалов, таких как печатные платы, прозрачный оксид индия и олова, тонкая проволока с изоляционным покрытием и т. д.

Размер технологии может варьироваться от очень маленького, как «детекторы отпечатков пальцев», [23] до очень большого, как «сенсорные интерактивные видеостены». Обычно на максимальную ширину проводного сенсорного экрана X/Y налагается ограничение, поскольку сопротивление горизонтальной дорожки становится слишком большим для правильной работы продукта. Однако сенсорный экран с диагональной проводкой (как описано далее в этом разделе) не имеет этой проблемы.

Charlieplexing идеально подходит для диагонально подключенных емкостных клавиатур и сенсорных экранов. Это почти удваивает количество точек пересечения по сравнению со стандартным мультиплексированием x/y, а все дорожки ввода-вывода идут только с одного края. [20]

На левом изображении (вверху) показано расположение диагональной проводки сенсорного экрана с проекционной емкостью 32 входа/выхода, изготовленного из провода диаметром 10 микрон. На видео показан тот же тачскрин в действии.

Здесь нет светодиодов или диодов, и в любой момент времени только одна линия ввода-вывода устанавливается как выход, а остальные линии ввода-вывода устанавливаются как входы с высоким импедансом или «заземляются». Это означает, что требования к мощности очень малы.

ГуГаплексинг

В 2008 году Дхананджай В. Гадре разработал Gugaplexing , который похож на Charlieplexing с несколькими напряжениями возбуждения. [24] [25]

Чипиплексирование

В 2008 году так называемая Chipiplexing Гильермо Жакенода добавляет повторители излучателей, чтобы повысить мощность привода рядов, позволяя одновременно освещать ряды, ширина которых превышает один порт микроконтроллера. [26] [27]

Кроссплексирование

В 2010 году австрийский производитель микросхем austriamicrosystems AG (названный ams AG [nb 1] с 2012 года и ams-OSRAM AG с 2020 года) представил мультиплексирующий светодиодный драйвер IC AS1119, [28] [29], за которым в 2011 году последовал AS1130 . [ 30] [31]

Кроме того, подразделение аналоговых и смешанных сигналов (AMS) [nb 1] (с 2020 года называющееся Lumissil Microsystems) компании Integrated Silicon Solution Inc. (ISSI) представило IS31FL3731 в 2012 году [32] [33] и IS31FL3732 в 2015 году. [34] ] [35] [36] Все они используют технику, которую они называют кросс-плексированием , вариант Чарлиплексирования с автоматическим обнаружением открытых или закороченных соединений и мерами по борьбе с ореолом. [37]

Диагональные массивы

Складывание 6 ( n ) проводников образует треугольный массив из 15 (( n 2  −  n )/2) уникальных пересечений.
Двойное складывание 6 ( n ) параллельных проводников друг над другом образует в центральной области квадратный массив, состоящий из 15 (( n 2  −  n ) / 2) уникальных пересечений.
Диагональные проводящие элементы образуют цилиндрический светодиодный дисплей Charlieplexed.

В 2015 году диагональный массив Charlieplex был изобретен Роном Бинстедом из Binstead Designs Ltd в поисках упрощенной конструкции сенсорного экрана с проекционной емкостью . [38] [39] [40] Это значительно упростило компоновку больших массивов Чарлиплекса, в которых до этого использовались очень сложные схемы. [41] [42] [43]

Треугольная матрица. Треугольную матрицу Чарлиплекса из ( n 2  − n ) светодиодов можно сформировать, просто сложив группу из n параллельных проводников под прямым углом над собой и разместив дополнительную пару светодиодов в каждом из полученных уникальных пересечений - см. Диаграмму. слева. Соединения ввода-вывода могут быть выполнены на концах проводников или в местах сгиба, образуя разделенные проводники.

Прямоугольный массив. Квадратный/прямоугольный диагональный массив можно сформировать путем двойного сгиба параллельных проводников – см. схему справа. Неразделенные проводники ввода-вывода входят с конца массива.

Цилиндрический массив. Разделенные и неразделенные диагональные проводники также можно объединить в бесшовный цилиндрический массив.

На диаграмме справа показан разделенный цилиндрический дисплей Charlieplexed с 6 входами/выходами и 30 пересечениями, каждое из которых имеет уникально адресуемый светодиод. Все входы/выходы подключаются к нижнему краю цилиндра (стандартные цилиндрические массивы x/y потребуют, чтобы горизонтальные входы/выходы вводились сбоку или были «подведены» вверх по шву с одной стороны).

На верхнем изображении ветвь разделенного проводника ввода-вывода, ориентированная на северо-запад, иногда используется в качестве источника тока (логическая 1). В других случаях ветвь того же проводника, ориентированная на северо-восток, используется в качестве стока тока (логический 0). Когда вход/выход не используется для питания каких-либо светодиодов, он «выключен» (трехпозиционный). Это предотвращает непреднамеренное загорание других светодиодов.

Красный и синий светодиоды подключены к одним и тем же двум проводникам, но с обратной полярностью, образуя дополнительную пару. Это означает, что одновременно включить оба светодиода невозможно.

Красный светодиод на дисплее включается при: а) установке всех входов/выходов в положение «выкл», б) установке входа/выхода 2 на логический 0 и в) установке входа/выхода 4 на логическую 1. Синий светодиод не загорается, поскольку в этих условиях это диод с обратным смещением.

Синий светодиод на дисплее включается при: а) установке всех входов/выходов в положение «выкл», б) установке входа/выхода 2 на логическую 1 и в) установке входа/выхода 4 на логический 0. Красный светодиод не загорается, поскольку в этих условиях он смещен в обратном направлении.

Это иллюстрирует, как Чарлиплексирование требует, чтобы все операции ввода-вывода имели три состояния (три состояния) — «выключено», логический 0 или логическую 1.

Проводящие элементы могут быть сформированы в петлю, как показано на верхнем изображении. Это позволяет току поступать к светодиодам по двум маршрутам — аналогично внутренней кольцевой сети.

В качестве альтернативы светодиоды могут быть расположены в виде вертикальных или горизонтальных дополнительных пар, на пересечениях - вертикальные показаны на нижнем изображении.

При использовании дополнительных пар светодиодов может потребоваться нечетное количество входов/выходов, чтобы получить полную возможность Чарлиплексирования. Например: 6 входов/выходов Charlieplexed могут создать массив из 15 уникальных пересечений. Одно из измерений массива будет равно 6. Чтобы получить 15 уникальных пересечений, другое измерение должно быть 15/6 или 2,5, что может быть проблематично. Однако 7 входов/выходов могут создать 21 уникальное пересечение, 21/7 = 3. Таким образом, 7 входов/выходов создают массив 7 × 3, что не вызывает проблем.

Диагональные массивы, не объединенные по принципу Чарли, также могут быть сформированы в цилиндры, но 6 входов/выходов создадут только 9 уникальных пересечений.

Эти цилиндры можно физически трансформировать в сложные трехмерные формы с помощью различных методов, таких как выдувное формование, вакуумное формование и т. д.

Аналогичная компоновка возможна для цилиндрического сенсорного экрана (см. Touchscreen#Diagonal_touchscreen_arrays ).

Диагональная разводка позволяет неограниченно увеличивать ширину сенсорного экрана без увеличения сопротивления электродов.

«Бесконечно» широкий массив. На диаграмме справа показана компоновка мультитач-экрана с проецируемой емкостью и потенциально «бесконечной» ширины. Длина диагонального проводника никогда не превышает 1,414 высоты сенсорного экрана , а это означает, что экран можно расширять «бесконечно» без увеличения сопротивления проводника. [44] Высота сенсорного экрана уменьшается в 1,12 раза , если чувствительные элементы пересекаются под углом 60 градусов вместо 90 градусов.

Тукоплексирование

В 2019 году Мика Элизабет Скотт разработала метод использования 3 контактов для управления 4 светодиодами и 4 переключателями, который называется Tucoplexing . [45]

Широтно-импульсная модуляция

Чарлиплексинг можно использовать даже с широтно-импульсной модуляцией для управления яркостью 12 светодиодов с 4 выводами. [46]

Пример кода

В следующем примере кода Arduino схема [47] [48] использует 8-контактный микроконтроллер ATtiny , который имеет 5 контактов ввода-вывода для создания 7 -сегментного дисплея . Поскольку 7-сегментный дисплей требует управления только 7 отдельными светодиодами, мы используем 4 контакта ввода-вывода ATtiny в качестве выходов Charlieplexed ( n ( n  - 1)), то есть 4 контакта можно использовать для управления до 12 отдельными светодиодами. (здесь мы используем только 7 из них). Оставляем пятый контакт ввода-вывода для использования в качестве цифрового или аналогового входа или другого выхода.

// Код ATtiny.// Считывает аналоговый (или цифровой) входной сигнал с контакта 4 и каждый раз, когда входной сигнал падает ниже установленного порога.// Он считает единицу и отображает увеличение счетчика, активируя один из четырех светодиодов (или транзисторов)// или один из двенадцати светодиодов Charlieplexed.// УСТАНОВИМ ЭТИ ЗНАЧЕНИЯ:int порог = 500 ;   интервал maxCount = 7 ;   /////////////////////логический датчикTriggered = false ;   число интервалов = 0 ;   int SensorValue = 0 ;   длинный последнийDebounceTime = 0 ; // Последний раз, когда выходной контакт был переключен.    длинный debounceDelay = 50 ; // Время устранения дребезга; увеличьте, если выходной сигнал мерцает.    ////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////недействительная настройка () {   // Используйте понижение для отключенных выходных контактов, а не повышение, чтобы уменьшить внутреннее потребление. для ( int контакт = 0 ; контакт < 4 ; контакт ++ ) {          pinMode ( контактный , INPUT ), digitalWrite ( контактный , LOW );    } // Внутреннее подтягивание для включенного входного контакта 4. pinMode ( 4 , INPUT ), digitalWrite ( 4 , HIGH );   }////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////недействительный цикл () {   тестЦифры ();}недействительный testDigits () {   ЧарлиЛуп ();}////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////недействительный readSensor () {   SensorValue = AnalogRead ( 2 ); // контакт 4!    задержка ( 100 ); if ( SensorValue < пороговое значение && SensorTriggered == false ) {         датчикTriggered = правда ;   считать ++ ; если ( count > maxCount ) count = 0 ;       ЧарлиЛуп (); } if ( sensorValue > порог ) SensorTriggered = false ;      }////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////недействительный charlieLoop () {   считать ++ ; для ( int я знак равно 0 ; я < 1000 ; я ++ ) {          for ( int c = 0 ; c < count ; c ++ ) {          ЧарлиПлексПин ( с ); } } задержка ( 1000 ); если ( count > maxCount ) count = 0 ;      }////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////void charliePlexPin ( int myLed ) {   // Убедитесь, что на светодиоды не подается случайное напряжение // за короткое время меняем напряжения и режимы на выводах. // Используйте понижение для отключенных выходных контактов, а не повышение, чтобы уменьшить внутреннее потребление. для ( int контакт = 0 ; контакт < 4 ; контакт ++ ) {          pinMode ( контактный , INPUT ), digitalWrite ( контактный , LOW );    } // С помощью 4 контактов мы можем зажечь до 12 светодиодов, здесь мы используем только 7. // Обязательно установите напряжения на выводах (путем внутреннего повышения или понижения) // перед изменением режима вывода на вывод.#if 1 // Сокращенный код с использованием статической таблицы поиска. typedef структура {   // Два разных номера контактов (от 0 до 3; порядок важен), // иначе ни один светодиод не будет гореть. низкий , высокий : int : 2 ;    } Пины ;  статические пины pinsLookup [] = {     { 2 , 0 }, { 2 , 3 }, { 1 , 3 }, { 0 , 1 }, { 1 , 0 }, { 0 , 2 } , { 1 , 2 } ,              // Другие возможные комбинации до 12 светодиодов: // {0, 3}, {2, 1}, {3, 0}, {3, 1}, {3, 2}, // Другие непригодные комбинации, которые не зажигают ни один светодиод со значительным напряжением и током, // если сопротивления подтягивания или понижения не очень разбалансированы: // {0, 0}, {1, 1}, {2, 2}, {3, 3} }; if ( myLed >= 0 && myLed <= sizeof ( pinsLookup ) / sizeof ( pins )) {          зарегистрируйте Pins & pins = pinsLookup [ myLed ];     // Обратите внимание, что первая цифраWrite в LOW закомментирована, // как это уже установлено выше для всех выходных контактов. / * digitalWrite(pins.low, LOW), */ pinMode ( pins.low , OUTPUT ) ;   digitalWrite ( контакты . высокий , ВЫСОКИЙ ), pinMode ( контакты . высокий , ВЫХОД );    }#else // Эквивалентный код с использованием длинного переключателя. переключатель ( myLed ) {  случай 0 :  /* digitalWrite(2, LOW), */ pinMode ( 2 , OUTPUT );   digitalWrite ( 0 , ВЫСОКИЙ ), pinMode ( 0 , ВЫХОД );    перерыв ; Дело 1 :  /* digitalWrite(2, LOW), */ pinMode ( 2 , OUTPUT );   digitalWrite ( 3 , ВЫСОКИЙ ), pinMode ( 3 , ВЫХОД );    перерыв ; случай 2 :  /* digitalWrite(1, LOW), */ pinMode ( 1 , OUTPUT );   digitalWrite ( 3 , ВЫСОКИЙ ), pinMode ( 3 , ВЫХОД );    перерыв ; случай 3 :  /* digitalWrite(0, LOW), */ pinMode ( 0 , OUTPUT );   digitalWrite ( 1 , ВЫСОКИЙ ), pinMode ( 1 , ВЫХОД );    перерыв ; случай 4 :  /* digitalWrite(1, LOW), */ pinMode ( 1 , OUTPUT );   digitalWrite ( 0 , ВЫСОКИЙ ), pinMode ( 0 , ВЫХОД );    перерыв ; случай 5 :  /* digitalWrite(0, LOW), */ pinMode ( 0 , OUTPUT );   digitalWrite ( 2 , ВЫСОКИЙ ), pinMode ( 2 , ВЫХОД );    перерыв ; случай 6 :  /* digitalWrite(1, LOW), */ pinMode ( 1 , OUTPUT );   digitalWrite ( 2 , ВЫСОКИЙ ), pinMode ( 2 , ВЫХОД );    перерыв ; }#endif}////////////////////////////////////////////////// ///////////////////////////////void spwm ( int freq , int pin , int sp ) {        // Вызов Charlieplexing для установки правильных выводов: // на: digitalWrite ( вывод , ВЫСОКИЙ );  задержкамикросекунды ( sp * частота );   // выключенный: digitalWrite ( контакт , НИЗКИЙ );  задержкамикросекунды ( sp * ( 255 - частота ));    }

Смотрите также

Примечания

  1. ^ ab Микросхемы AS1119 и AS1130 были представлены компанией austriamicrosystems AG (ранее Austria Mikro Systeme ), позже названной ams AG и ams-OSRAM AG . Микросхемы IS31FL3731 и IS31FL3732 были представлены подразделением AMS (аналоговые и смешанные сигналы) (теперь называемым Lumissil Microsystems) производителя микросхем без производственных мощностей Integrated Silicon Solution Inc. (ISSI). По-видимому, тот факт, что оба производителя микросхем драйверов кроссплексирующих светодиодов имеют в своем названии «AMS», является лишь совпадением.

Рекомендации

  1. ^ «Чарлиплексирование стало проще» . Проверено 8 января 2024 г.
  2. ^ "Charlieplexed-Arduino-8x8-LED-Grid-Display" . Проверено 8 января 2024 г.
  3. ^ «Создание массивов Charlieplex» . Проверено 8 января 2024 г.
  4. ^ "sparkfun-led-array-8x7-руководство по подключению" . Проверено 9 января 2024 г.
  5. ^ «Датчик касания» . Проверено 8 января 2024 г.
  6. ^ abcd «Чарлиплексирование - мультиплексирование светодиодных дисплеев с уменьшенным количеством контактов» . Maxim Integrated Products, Inc. 10 февраля 2003 г. Примечание по применению 1880. Архивировано из оригинала 13 августа 2016 г. Проверено 7 июня 2017 г. […] Этот необычный метод мультиплексирования используется драйверами светодиодных дисплеев MAX6950, MAX6951, MAX6954, MAX6955, MAX6958 и MAX6959. […] Чарли Аллен изначально отстаивал эту технику внутри компании Maxim, поэтому сокращенное название «Чарлиплексирование» стало использоваться, чтобы отличать мультиплексирование с уменьшенным количеством контактов от традиционного метода. Первым продуктом Maxim, использующим Чарлиплексирование, является светодиодный драйвер Maxim MAX6951, который обрабатывает 8 цифровых цифр всего с 9 контактами […][1] (4 страницы)
  7. ^ ab MAX6950/MAX6951 — драйверы 5- и 8-разрядных светодиодных дисплеев с последовательным интерфейсом, от +2,7 В до +5,5 В (PDF) . Редакция 1. Саннивейл, Калифорния, США: Maxim Integrated Products . Декабрь 2001 г. 19-2227. Архивировано (PDF) из оригинала 10 декабря 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г.(19 страниц)
  8. ^ Сотрудники EDN, изд. (08.05.1997). «Конкурс новаторов / инноваций EDN 1996 года». ЭДН . Архивировано из оригинала 10 декабря 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г.
  9. ^ Шерман, Лен (16 декабря 2016 г.). «Почти 30 лет MAX232». БИСинфотек . Архивировано из оригинала 10 декабря 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г. […] Успех MAX232 был как данью уважения видению его создателя Чарли Аллена, так и изобретательности его дизайнера Дэйва Бингхэма . […]
  10. ^ Фокс, Бретт Дж. (2021). «Что делает ваших великих инженеров великими?». Архивировано из оригинала 10 декабря 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г. […] Запуск семейства MAX232 является особенно показательным. Чарли Аллен, блестящий инженер, ориентированный на клиента, заметил, что наши клиенты используют продукт под названием ICL7660, который также разработал Дэйв [Бингхэм], для обеспечения отрицательного питания для драйверов и приемников линии RS-232 . Итак, Чарли подошел к Дэйву и спросил, может ли он разработать микросхему, которая объединила бы функциональность ICL7660 с линейным драйвером и приемником RS-232. […]
  11. ^ abc Ланкастер, Дон (август 2001 г.). «N-связность» (PDF) . Технические размышления . № 152. Тэтчер, Аризона, США: Синергетика. стр. 152,2–152,5. Архивировано (PDF) из оригинала 9 декабря 2021 г. Проверено 9 декабря 2021 г.(4 страницы)
  12. ^ Ребич, Жан-Клод (19 ноября 1999 г.) [06 ноября 1998 г.]. «Дополнительный светодиодный привод» (PDF) . Pioneer-Standard , США: Microchip Technology Inc. DS91029A. Примечание по применению TB029. Архивировано (PDF) из оригинала 13 февраля 2021 г. Проверено 9 декабря 2021 г.(3+1 стр.)
  13. ^ «СОВЕТ № 2: Мультиплексирование ввода-вывода» . Советы и рекомендации по микрочипам — 8-контактные микроконтроллеры FLASH PIC — превосходят конкурентов (PDF) . Чандлер, Аризона, США: Microchip Technology Inc., 2003. с. DS40040B — стр. 3. DS40040B. Архивировано из оригинала (PDF) 28 января 2007 г.(2+ii+38+2 страницы)
  14. ^ аб Дэниел, Грэм (19 июля 1998 г.). «множество мигающих светодиодов». piclist.com . 060918а. Архивировано из оригинала 11 декабря 2021 г. Проверено 11 декабря 2021 г.[2] (Примечание. При участии Пола Б. Вебстера, Марка Уиллиса, Дуэйна Рида и Алана Кинга.)
  15. ^ аб Дэниел, Грэм (20 июля 1998 г.). «Шестнадцатеричный файл с 12 светодиодами, 12c508». piclist.com . 045923а. Архивировано из оригинала 11 декабря 2021 г. Проверено 11 декабря 2021 г.
  16. ^ Малиновский, Кристофер В.; Риндерле, Хайнц; Сигл, Мартин (9 марта 1982 г.) [16 октября 1979 г.]. «Трёхпозиционная сигнализация» (PDF) . Хайльбронн, Германия: Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH / Telefunken Electronic GmbH . Патент США 4319227А. Архивировано (PDF) из оригинала 9 декабря 2021 г. Проверено 9 декабря 2021 г.
  17. ^ «неизвестно». Модель железнодорожника . 1972. {{cite magazine}}: Cite использует общий заголовок ( справка )
  18. ^ Лапедус, Марк (29 марта 2019 г.). «MicroLED: следующая революция в дисплеях? Технология обеспечивает улучшенную яркость, цветопередачу и более низкое энергопотребление, но они дороги и сложны в производстве». Производство, упаковка и материалы. Полупроводниковое машиностроение . ООО «Сперлинг Медиа Групп». Архивировано из оригинала 25 апреля 2023 г. Проверено 11 апреля 2023 г.(Примечание. Микросветодиодная матрица с использованием активной матрицы.)
  19. ^ Пино, Хосе (25 августа 2009 г.). «Светодиодные часы «Почти без деталей», 12/24 часа» . Проекты и интересные факты Хосе Пино . Архивировано из оригинала 10 октября 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г.(Примечание. Использование 7-сегментных светодиодных дисплеев Charlieplexed.)
  20. ^ abcd Бинстед, Рональд Питер (25 января 2017 г.) [21 июля 2015 г.]. «Датчик касания — сенсорное устройство, в котором чувствительные элементы расположены под углом к ​​краям устройства». Espacenet.com . Ноттингем, Великобритания. Патент GB2540560A . Проверено 22 февраля 2018 г.(Примечание: диагональный сенсорный экран Charlieplexed.)
  21. ^ Правило, Майкл Э. (19 марта 2013 г.). «Чарлиплексирование со светодиодными матричными модулями». Архивировано из оригинала 24 февраля 2021 г. Проверено 20 марта 2013 г.
  22. ^ Аб Джоши, Картик (24 апреля 2008 г.). «Новая схема интерфейса переключателя уменьшает количество контактов микропроцессора». Электронный дизайн . Архивировано из оригинала 24 февраля 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г.(1 страница) (Примечание. Чарлиплексирование входных данных.)
  23. ^ Триггс, Роберт (25 марта 2023 г.). «Как работают сканеры отпечатков пальцев: объяснение оптического, емкостного и ультразвукового. Сканеры отпечатков пальцев есть повсюду, но как они работают?». Мобильные технологии. AndroidAuthority . Авторитетные СМИ. Архивировано из оригинала 23 июня 2023 г. Проверено 23 июня 2023 г.
  24. ^ Гадре, Дхананджай В. (2008). «Светодиодное сердце GuGaplexed Valentine». обучающие схемы . Архивировано из оригинала 28 февраля 2021 г. Проверено 25 декабря 2021 г.[3]
  25. ^ Джепсон, Брайан (23 июня 2008 г.). «Чарлиплексирует дважды». Делать: . ООО «Сделай Сообщество» . Архивировано из оригинала 24 февраля 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г.
  26. ^ Жакенод, Гильермо (27 ноября 2008 г.). Роу, Мартин; Гранвилл, Фрэн (ред.). «Чипиплексирование» эффективно управляет несколькими светодиодами, используя несколько портов микроконтроллера» (PDF) . Идеи дизайна. ЭДН . Ла Плата, Аргентина. стр. 59–60. Архивировано из оригинала (PDF) 18 декабря 2012 г.[4] (2 страницы)
  27. ^ Штатный автор, изд. (09.12.2008). «Чипиплексирование светодиодов». Еженедельник электроники . Архивировано из оригинала 25 декабря 2021 г. Проверено 25 декабря 2021 г.
  28. ^ «Austriamicrosystems объявляет о выпуске нового 144-канального драйвера матричных светодиодов с высочайшей в отрасли эффективностью и наименьшим размером» . Лента новостей компании. Журнал «Светодиоды» . Том. 7, нет. 8. Корпорация Пеннвелл . 23 августа 2010 г. ISSN  2156-633X. Архивировано из оригинала 12 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г. […] Для управления всеми 144 светодиодами требуется всего 18 линий. Это достигается с помощью технологии мультиплексирования компании Austriamicrosystems, называемой кроссплексированием. Это позволяет уменьшить количество линий на печатной плате, а также уменьшить количество контактов на разъемах, экономя место и затраты. […] Другие функции включают в себя […] обнаружение ошибок светодиода обрыва и замыкания […](Примечание. Объявление об AMS AS1119.)
  29. ^ «Примечания по применению — Кроссплексирование — AS1119 — Драйвер кроссплексирования светодиодов 144 с зарядным насосом на 320 мА» . 1.00. Унтерпремштеттен, Австрия: austriamicrosystems AG . 2010. Архивировано из оригинала 13 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.(5+1 стр.); «Руководство по демонстрационной плате — AS1119 — 144 светодиодный драйвер с интерфейсом I²C, кроссплексорным драйвером и зарядным насосом на 320 мА» (PDF) . 1.00. Унтерпремштеттен, Австрия: austriamicrosystems AG . 2010. Архивировано (PDF) из оригинала 13 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.(1+5+1 стр.); «Примечания по применению AN02 – Руководство по программному обеспечению – AS1119 – 144 Драйвер кроссплексирования светодиодов с зарядным насосом на 320 мА». 1.00. Унтерпремштеттен, Австрия: austriamicrosystems AG / ams AG . 2010. Архивировано из оригинала 13 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.(6+1 стр.)
  30. ^ «Austriamicrosystems выпускает 132 светодиодных драйвера, обладающих высочайшей в отрасли эффективностью и наименьшим размером» . Лента новостей компании. Журнал «Светодиоды» . Том. 8, нет. 10. Корпорация Пеннвелл . 04.10.2011. ISSN  2156-633X. Архивировано из оригинала 13 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г. […] Для управления всеми 132 светодиодами требуется всего 12 линий. Это достигается с помощью технологии мультиплексирования компании Austriamicrosystems, называемой кроссплексированием. Это уменьшает количество линий на печатной плате, а также количество контактов в разъемах, экономя место и затраты. Другие функции включают в себя […] обнаружение ошибок обрыва и замыкания светодиодов […](Примечание. Анонс AMS AS1130.)
  31. ^ «AS1130 — драйвер кроссплексирования на 132 светодиодов с функцией прокрутки» (PDF) . 2.01. Унтерпремштеттен, Австрия: ams AG . 12 октября 2016 г. [21 сентября 2016 г.]. Архивировано (PDF) из оригинала 14 августа 2021 г. Проверено 13 мая 2022 г.(66+1 стр.); «Руководство по демонстрационному комплекту — AS1130 — Стандартная плата — AS1130-WL_DK_ST». 2.00. Унтерпремштеттен, Австрия: ams AG . 14 ноября 2014 г. [11 октября 2011 г.]. Архивировано из оригинала 13 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.(32 страницы); «Примечания по применению: 4-контактные RGB-подсветки в матрице кросс-плексирования — светодиод AS1130 — 132, интерфейс I²C, драйвер кросс-плексирования с функцией прокрутки». 1.00. Унтерпремштеттен, Австрия: austriamicrosystems AG . 2012. Архивировано из оригинала 13 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.(6+1 стр.)
  32. ^ «IS31FL3731 — драйвер матричного светодиода с аудиомодуляцией» (PDF) . Преподобный Ф. Lumissil Microsystems/Integrated Silicon Solution Inc. (ISSI). 04.11.2019 [14.03.2012]. Архивировано (PDF) из оригинала 12 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.(24+1 стр.)
  33. ^ «IS31FL3731C — Драйвер матричного светодиода с аудиомодуляцией» (PDF) . Версия B. Integrated Silicon Solution Inc. (ISSI). 01 апреля 2014 г. Архивировано (PDF) из оригинала 13 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.(22+1 стр.)
  34. ^ «ISSI расширяет семейство FxLED за счет аудиомодулированного светодиодного драйвера для управления 144 светодиодами — IS31FL3732 поддерживает функции светодиодов со специальными эффектами для автомобилей, игр, бытовой техники и платформ IoT» (PDF) . Сан-Хосе, Калифорния, США: Integrated Silicon Solution Inc. (ISSI). 24 февраля 2015 г. Архивировано (PDF) из оригинала 16 мая 2022 г. Проверено 16 мая 2022 г.(2 страницы)
  35. ^ «IS31FL3732 — драйвер матричного светодиода с аудиомодуляцией» (PDF) . Преподобный Д. Lumissil Microsystems/Integrated Silicon Solution Inc. (ISSI). 04 июля 2017 г. [06 сентября 2015 г.]. Архивировано (PDF) из оригинала 13 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.(27+1 стр.)
  36. ^ «IS31FL3732A — драйвер матричного светодиода с аудиомодуляцией» (PDF) . Преподобный C. Lumissil Microsystems/Integrated Silicon Solution Inc. (ISSI). 4 июля 2017 г. [03.11.2016]. Архивировано (PDF) из оригинала 12 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г.(27+1 стр.)
  37. ^ Раст, Питер (10 апреля 2013 г.). «LED-Displays – Matrixtreiber-Topologien unter der Lupe» [Светодиодные дисплеи – топологии матричного драйвера в фокусе]. elektroniknet.de (на немецком языке). ВЕКА ФАХМЕДИЕН ГмбХ  [ де ] . Архивировано из оригинала 12 мая 2022 г. Проверено 13 мая 2022 г. […] Möglichen Ghosting-Effecte und Issuee mit Offenen LEDs haben die Verbreitung der Charlieplexing-Topologie in der Vergangenheit совершенно gebremst. Eine «Crossplexing» genannte Verbesserung des Verfahrens verspricht nun, die Nachteile des bisherigen Verfahrens zu eliminieren […] Die Kurzschluss- und Defekterkennung des ICs beruht […] auf der Vorwärtsspannung der in der Matrix verwendeten LEDs. Это наилучшее оптимальное решение для устранения дефектов и автоматической настройки. Die Kenntnis der Position eines Kurzschlusses или дефекты устранены естественным образом, но не в случае ореолов. Если вы хотите провести праздничный день, система может быть координирована по устранению дефектов. […] Jedes Mal, wenn der Treiber angewiesen wird, diese LED anzusteuern, wird diese Instruktion ignoriert. Это значит, что необходимо отключить светодиоды на остальных дисплеях Punktmatrix. […]
  38. ^ Бинстед, Рональд Питер (26 апреля 2017 г.) [21 июля 2016 г.]. «Датчик касания». Патент US10534487B2 . Проверено 22 февраля 2018 г.
  39. ^ Буш, Стив (21 октября 2016 г.). «Лучшие сенсорные экраны из Ноттингема». Новости > Дизайн. Еженедельник электроники . Архивировано из оригинала 26 ноября 2023 г. Проверено 27 ноября 2023 г.
  40. ^ Брукс, Джош (07 декабря 2017 г.). «Победитель Elektra Awards 2017 — пассивный и электромеханический продукт года». Новости > Премия Электра. Еженедельник электроники . Архивировано из оригинала 27 декабря 2023 г. Проверено 27 ноября 2023 г.
  41. ^ Дженсе, Арвид (2020). «Щит светодиодного дисплея Charlieplexed Arduino 8 × 8, созданный и смоделированный в схемах 123D» . Схемы > Ардуино. instructables.com . Эйндховен, Нидерланды. Архивировано из оригинала 27 декабря 2023 г. Проверено 28 ноября 2023 г.
  42. ^ пткрф (2021). «Чарлиплексирование стало проще (и что это вообще значит ?!)». Схемы > Ардуино. instructables.com . Архивировано из оригинала 27 декабря 2023 г. Проверено 28 ноября 2023 г.(Примечание. Массив смещения xy.)
  43. ^ РГБФИЛ (2021). «Чарлиплексирование светодиодов - теория». Схемы > Светодиоды. instructables.com . Сидней, Австралия. Архивировано из оригинала 27 декабря 2023 г. Проверено 28 ноября 2023 г.(Примечание. Ступенчатые массивы.)
  44. ^ Бинстед, Рональд Питер (2 марта 2023 г.) [26 августа 2022 г.]. «Расположение элементов и связанный с ними метод изготовления». WO2023026062A1 . Проверено 9 марта 2023 г.(Примечание. Пример бесконечно широкого сенсорного экрана.)
  45. ^ Шарфгласс, Керри (23 марта 2019 г.). «Тукоплексинг: новый чарлиплекс для кнопок и переключателей». Хакадей . Архивировано из оригинала 10 декабря 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г.
  46. ^ Джонсон-Дэвис, Дэвид (19 октября 2021 г.) [19 февраля 2019 г.]. «Двенадцать выходов ШИМ от ATtiny85». Технология . Архивировано из оригинала 10 декабря 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г.
  47. ^ «ATtiny - 7-сегментный дисплей Charlieplexed и 1 переключатель или датчик» . 2017. Архивировано из оригинала 11 мая 2021 г. Проверено 10 декабря 2021 г.
  48. ^ Сатоми, Мика; Пернер-Уилсон, Ханна (2015) [2012]. «Схемы и код — ATtiny: 7-сегментный дисплей». Как получить желаемое . Архивировано из оригинала 18 апреля 2021 г. Проверено 13 ноября 2017 г.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки